基因工程【高中生物】

（2）可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的序列,用該序列與質(zhì)

粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體，再經(jīng)過(guò)細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定

合成的基因工程菌。

（3）用胰島素原抗體檢測(cè)該工程菌的培養(yǎng)物時(shí)，培養(yǎng)液無(wú)抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，

則用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)，應(yīng)從中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便

可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。

答案

1.D構(gòu)建重組質(zhì)粒需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，不需要DNA聚合酶,A錯(cuò)誤；

含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體上，

而不是重組Ti質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞的染色體上,B錯(cuò)誤;導(dǎo)入受體細(xì)胞的目的基因表達(dá)后，轉(zhuǎn)

基因植株方能表現(xiàn)出相應(yīng)性狀，若目的基因在受體細(xì)胞中不表達(dá)，轉(zhuǎn)基因植株不能表現(xiàn)出相應(yīng)

性狀,C錯(cuò)誤;⑤表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀則表明該植株細(xì)胞發(fā)生了基因重組，基因重組是可遺傳變異，

D正確。

2.（除標(biāo)明外，每空2分）（1）能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因（2）二者均不含有氨節(jié)青霉素抗性基因，

在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒（或答含有重組質(zhì)

粒）二者均含有氨芳青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)（3分）四環(huán)素（3）受體細(xì)胞

【解析】（1）作為運(yùn)載體的質(zhì)粒上應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，

且含有特殊的標(biāo)記基因。（2）未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導(dǎo)

入質(zhì)粒載體,而質(zhì)粒上含有氨芳青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芳青霉素的培

養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨茱

青霉素抗性基因，二者在含有氨葦青霉素的培養(yǎng)基中都能生長(zhǎng),因此無(wú)法區(qū)分二者。根據(jù)題圖，

用BamHI切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性基因破壞，因此可將經(jīng)氨芳青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落

置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選，能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸

桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。（3）噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作

為載體時(shí)，其DNA復(fù)制所需原料來(lái)自受體細(xì)胞。

3.（除標(biāo)明外，每空2分）（1）人工合成生物材料（2）cDNA文庫(kù)中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄的基因,

而基因組文庫(kù)中含有該植物的全部基因（5分）（3）RNA大腸桿菌（或答細(xì)菌）（4）金粉（1分）

鴇粉（1分）

【解析】（1）目的基因可以人工合成,也可以從自然界中已有的生物材料中分離得到。（2）基

因組文庫(kù)構(gòu)建過(guò)程是將某種生物的DNA全部提取出來(lái)，用酶切成片段后將DNA片段與載體

連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，故基因組文庫(kù)包含了某種生物的所有基因;cDNA文庫(kù)構(gòu)建過(guò)

程是用某個(gè)發(fā)育時(shí)期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的cDNA片段與載體連接后導(dǎo)入受體菌的群體中

儲(chǔ)存，故cDNA文庫(kù)只包含某種生物的一部分基因，故cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組

文庫(kù)中的少。（3）啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為受體細(xì)胞,

常選用的原核生物是大腸桿菌。（4）將目的基因通過(guò)基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目

的基因的金屬顆粒有鴇粉顆粒和金粉顆粒。

4.（1）能,因?yàn)橛们懈钫Ｑt蛋白基因產(chǎn)生4個(gè)DNA片段,切割異?；騽t產(chǎn)生3個(gè)

DNA片段（或該酶切割正常、異常血紅蛋白基因后產(chǎn)生的DNA片段數(shù)目不同）（2）液體抗

生素維持培養(yǎng)液的pH⑶mRNAPCR（4）抗原一抗體雜交

【解析】（1）圖中顯示MstW處理后的突變型血紅蛋白基因片段有3段，正常的血紅蛋白基

因比異常的基因多了一個(gè)的識(shí)別序列，若用M"II進(jìn)行基因診斷，會(huì)多切割出1個(gè)DNA

片段。（2）常在培養(yǎng)造血干細(xì)胞的液體培養(yǎng)基中添加抗生素，以防止雜菌污染。培養(yǎng)環(huán)境中CO?

的作用是維持培養(yǎng)液的pH。（3）可以提取早期紅細(xì)胞的mRNA作為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，得到

cDNA,再用PCR技術(shù)對(duì)cDNA進(jìn)行擴(kuò)增。（4）有蛋白質(zhì)合成則說(shuō)明基因表達(dá)成功，所以檢測(cè)目

的基因是否表達(dá)常用抗原一抗體雜交法。

5.（每空1分）（1）逆轉(zhuǎn)錄cDNA（2）限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)⑶變性（4）引物與

模板GC含量高（5）②③

【解析】（DPCR技術(shù)可在體外對(duì)DNA進(jìn)行擴(kuò)增，模板可以是mRNA經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄獲得的

cDNA,（2）設(shè)計(jì)一對(duì)與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對(duì)的引物（引物1和引物2）時(shí),需在引物中增

加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶的識(shí)別序列，便于目的基因與質(zhì)粒的連接。為了避免引物自連，設(shè)

計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)。（3）根據(jù)PCR的過(guò)程可知，圖中步驟1為變性,

步驟2為退火（復(fù)性），步驟3為延伸，這三個(gè)步驟構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。（4）退火溫度的設(shè)定與引物長(zhǎng)

度、堿基組成有關(guān)，過(guò)高的退火溫度會(huì)破壞引物與模板的堿基配對(duì)。因G、C之間的氫鍵數(shù)

多于A、T之間的氫鍵數(shù)，故GC含量高的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。（5）如果PCR反應(yīng)

得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，可能的原因是退火溫度過(guò)高使擴(kuò)增效率降低，也可能是未按照目的基因

兩端的核昔酸序列來(lái)設(shè)計(jì)引物，因此可以采取的措施是降低退火溫度、重新設(shè)計(jì)引物等。

6.（每空3分）⑴胰島B細(xì)胞胰島A細(xì)胞（2）DNA胰島素原（3）菌體

【解析】（1）由題意可知,前胰島素原在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細(xì)胞

是胰島B細(xì)胞，故前胰島素原是在胰島B細(xì)胞中合成的;合成胰高血糖素的細(xì)胞是胰島A細(xì)

胞。（2）根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，可設(shè)計(jì)并合成編